航攝像片

航攝像片是約在20km以下，運用飛機或氣球上的航空攝影機，對地面進行光學攝影所獲得的像片。它是用感光片直接記錄地物反射的電磁波信息，經過暗室處理得到的。航空像片是進行環境研究以及其他資源研究的重要資料。航空像片包括黑白航空像片、彩色航空像片或彩色紅外航空像片，都是以不同的色調或色彩以及由它們組合成的形態特徵來反映地物反射的電磁波信息 ^[2]  。

航攝像片是地面的中心投影，地形圖則是地面在水平面上的垂直投影。所謂中心投影就是空間任一點（物點）與固定點（投影中心）聯成一直線，被一平面（投影面）所截，則此直線與投影面的交點（像點）叫做該空間點的中心投影。

航攝像片的幅面大小，稱作像幅。根據所採用的航空攝影相機的不同，可獲得不同像幅的航空像片，如18cm×18cm、23cm×23cm和30cm×30cm的像幅。為了便於使用，在航空像片的邊緣部分，通常曬印有各種攝影參數和註記符號。航空像片是屬於中心投影攝影成像的。由於像片上有傾斜誤差和投影誤差的存在，所以像片上各部位的比例尺是不一致的。通常所説的像片比例尺，係指平均比例尺而言。在攝影機焦距固定的情況下，航空像片的比例尺主要取決於航高，相對航高愈大，航空像片的比例尺就愈小 ^[3]  。

航空像片的攝影技術要求有：像片的傾斜角應小於3°，對預定航高的偏差不應大於5%，在一條航線上最大最小航高之差不應超過50m;航向重疊應為60%～53%，旁向重疊應達到30%～18%，不得少於15%，航線的飛行直度和底片的壓平度，均有具體要求。航空像片的質量評定，要求影像清晰，灰度適中，反差正常，曝光時間和顯影時間要準確，像片中央和邊緣的色調要均勻，濾色片的選擇要合適，雲影、陰影、損傷擦痕等不致影響觀察和使用 ^[3]  。

航攝像片重疊度簡稱“像片重疊度”。相鄰航攝像片上具有同一地區影像部分的大小。相鄰像片之間有一定重疊，可保持航攝像片的連續性，滿足立體觀察、測量和製圖的需要。同一航線上兩相鄰像片間的重疊稱“航向重疊”，標準值為60%，最小不小於53%;相鄰航線之間的相鄰像片重疊叫“旁向重疊”，標準值為30%，最小不小於15%；同一地物影像在相鄰三張像片上都出現的部分稱為“三度重疊”。像片重疊度過大，像片消耗較大，也會增加航攝工作量；重疊度過小，可能會因過分利用像片邊緣作業而降低解譯和成圖精度 ^[4]  。

航攝像片的使用面積，即像片中投影差，傾斜誤差都很小的中央部分。由於航空像片為中心投影，普遍存在有投影差和傾斜誤差，而且像片中越近邊緣部分其誤差越大。因此，在工作中往往只選擇像片中投影差和傾斜誤差比較小的中央部分做工作。航空像片的使用面積一般是由與其周圍相鄰像片的旁向重疊與航線重疊的中線(或距中線不超過1釐米的線)所圍成的中央部分 ^[5]  。

航攝像片判讀亦稱“航空像片解譯”。根據地物的光譜特性、幾何形狀和成像規律，判釋出與像片影像相應的地質體、地物類別特徵和某些要素的工作。是航空地質學的主要研究方法之一。將影像與地物的光譜特徵以及典型樣片對照，配合地面調查結果建立各種地質體或地物的影像解譯標誌，利用肉眼立體觀察或使用專門判讀儀進行判讀。判讀結果在像片上解譯和繪出各種地質界線、地質構造，區分出不同的地層和巖性，最終編制出各種專業地質圖件。在較大比例尺的航攝像片上，可判釋出相應地區的地震震害、地震形變帶、火山以及新沉積物變形等 ^[6]  。

航空像片的判讀效果，一方面決定於航空像片的質量，另一方面也決定於判讀人員的專業水平和判讀經驗。一般來説，專業知識豐富，判讀經驗多，判讀效果就會好。進行判讀時，首先是根據判讀標誌觀察像片上地物的影像特徵，然後判斷地物的性質。

根據判讀對象的不同情況，判讀時可採用以下方法：

直接判定法：對於像片上影像特徵比較明顯的地物，通過直接觀察即可判定地物的性質；

對比分析法：這種方法是將像片上待判的影像，與已有的標準航空像片進行比較，以判定該地物的性質。標準航空像片是預先選定的典型樣片，像片上地物的性質是已知的；

邏輯推理法：利用各種現象間的關係，按照邏輯推理進行判讀。如像片上有一條道路垂直通過河流的對岸，則河上應有橋，若河面上無橋，則説明此處水較淺，流速較小，易於徒涉。利用判讀標誌直接從像片上判定地物，大部分是地面的可見物體。對地理工作者來説，不僅要了解地面個體地物特徵，而且更需要了解地區的綜合特點，以及它們的發生、發展規律，邏輯推理方法在專業判讀時應用的比較廣泛。因此，應該注意運用地理專業知識，細緻觀察各種地物的相互關係，用綜合的觀點分析個體的特徵，同時將個體特徵進行綜合分析 ^[7]  。

航攝像片判讀舉例：如河流在像片上顯示為不同寬度的帶狀，河流的影像色調由白到黑，極不一致。色調的深淺是由河流的深淺、河水的混濁程度以及攝影時的光照條件決定的。一般來説，在全色片上河流的水深則影像的色調深，反之則淺。混濁的河水為均勻的灰色，河底的沙灘突出水面則出現白色。如果攝影時水面反射光線恰好射入鏡頭，則整段河流呈現白色。居民區按其特徵可分為鄉村、集鎮和城市三大類。鄉村的房屋建築比較分散，同時和農田聯繫起來，集鎮的房屋建築比較集中，街道比較整齊，一般來説都分佈在公路、鐵路沿線，常常也是公路或鐵路的車站所在地。城市的特點是居住區和街道比較整齊，常有林蔭大道、公園、廣場、大型建築物等。在城市的周圍則有工廠等建築物 ^[7]  。

航攝像片立體觀察是用連續拍攝的航空像片觀察立體模型的方法。人眼用單眼觀察物體只能得到形狀、大小二維空間視覺，而不能分辨遠近。只有雙眼觀察才能獲得三維空間立體感。這是因為雙眼觀察同一物體時，物體光線通過眼球前方之晶狀體在視網膜上構成實像。兩眼的視線與該物點交會成一交向角，此角度隨物體離眼球之距離增大而減小。兩物體有遠近，則交向角有大小。反映在兩眼視網膜上構像位置不同，就有生理視差，生理視差是雙眼能夠分辨物體遠近的根本原因。航空攝影時，像對為兩攝影站對同一地物攝影而得出兩張具有視差的像片，這與雙眼觀察該物體時情況相似，如果將雙眼代替攝影機鏡頭，並設法使左右兩眼分別觀看左右像片，使各像點視線構成的光束與攝影時光束相應，方位一致，便可得到地物的立體感覺 ^[8]  。

資源調查和環境監測所用的大多是航空攝影像片，是根據航空攝影的底片曬印成的紙質像片。20世紀初出現航空攝影后，航空像片首先被用於軍事偵察目的，隨後開始用於測制地形圖。航空像片的應用範圍日益擴大。航空攝影相機不斷得到改進，航空像片質量有很大提高。

航空像片是通過影像的大小、形狀和色調反映地表形態和地物信息的。航空像片的影像客觀而詳實地反映地面上的地理要素。所以在農林牧漁業、地理、地質、海洋、水文、氣象、環境科學、資源調查、國土整治、考古、旅遊和軍事等方面均被廣泛應用。航空像片除被直接用於信息判讀分析外，還用於製作像片鑲嵌圖、像片略圖、像片平面圖和航空影像地圖等產品 ^[3]  。